DE102006015714B4 - Light-assisted testing of an opto-electronic module - Google Patents
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Abstract
Testvorrichtung zum Detektieren von Defekten aus Silizium und/oder amorphem Silizium in einem optoelektronischen Modul (10), umfassend:
a. eine erste Quelle (11) zum Erzeugen eines elektromagnetischen Strahls oder Teilchenstrahls (15);
b. eine zweite Quelle (12) zum Beleuchten des optoelektronischen Moduls; und
c. einen Detektor (13; 13a, 13b, 13c; 13d, 13e),
d. Mittel, die das Beleuchten des optoelektronischen Moduls vor dem Richten des elektromagnetischen Strahls oder Teilchenstrahls abschließen, wobei die Mittel dazu ausgelegt sind, das optoelektronische Modul vor der Messung von Defekten für eine Beleuchtungsdauer zwischen 100 µs und 0,5 s zu bestrahlen.
A test device for detecting defects of silicon and / or amorphous silicon in an optoelectronic module (10), comprising:
a. a first source (11) for generating an electromagnetic beam or particle beam (15);
b. a second source (12) for illuminating the optoelectronic module; and
c. a detector (13; 13a, 13b, 13c; 13d, 13e),
d. Means for terminating the illumination of the optoelectronic module prior to directing the electromagnetic beam or particle beam, the means being adapted to irradiate the optoelectronic module prior to the measurement of defects for an illumination duration of between 100 μs and 0.5 s.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Testen eines optoelektronischen Modules sowie auf eine Vorrichtung zum Testen eines optoelektronischen Moduls. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zum Detektieren von fehlerhaften Elementen eines optoelektronischen Moduls sowie eine Vorrichtung zum Detektieren von fehlerhaften Elementen eines optoelektronischen Moduls. Das optoelektronische Modul hat dabei insbesondere die Gestalt eines Anzeigeelements.The present invention relates to a method for testing an optoelectronic module and to an apparatus for testing an optoelectronic module. In particular, the present invention relates to a method for detecting defective elements of an optoelectronic module and to a device for detecting defective elements of an optoelectronic module. The optoelectronic module has in particular the shape of a display element.
Mit steigender Nachfrage für Bildschirmelemente ohne Bildröhre wachsen die Anforderungen für Flüssigkristallanzeigen (LCD) und anderen Anzeigeelemente, bei denen Schaltelemente wie zum Beispiel Dünnfilmtransistoren (TFT) verwendet werden. Bei diesen Anzeigeelementen sind die Bildpunkte matrixförmig angeordnet. Unter „Bildpunkt“ soll im Rahmen der vorliegenden Anmeldung der vollständige RGB-Pixel verstanden werden, der typischer Weise aus drei Pixeln zusammengesetzt ist. In diesem Fall ist jedes der drei Pixel für jeweils eine der drei Grundfarben, nämlich rot, grün und blau verantwortlich. Unter Pixel soll im Rahmen der vorliegenden Anmeldung eine Einheit eines optoelektronischen Moduls verstanden werden, die einen Dünnschichttransistor, ein Elektrodenpaar und einen Kondensator umfasst.As the demand for non-CRT screen elements increases, the demands for liquid crystal display (LCD) and other display elements using switching elements such as thin film transistors (TFTs) are growing. In these display elements, the pixels are arranged in a matrix. For the purposes of the present application, "pixel" is understood to mean the complete RGB pixel, which is typically composed of three pixels. In this case, each of the three pixels is responsible for one of the three primary colors, namely red, green and blue. In the context of the present application, the term "pixel" is understood to mean a unit of an optoelectronic module which comprises a thin-film transistor, a pair of electrodes and a capacitor.
Die Schaltelemente jedes Pixels werden in der Regel über Steuerleitungen, d.h. Gateleitungen und Datenleitungen angesteuert. Um eine gute Bildqualität der Anzeigeelemente zu gewährleisten, dürfen keine oder nur sehr wenige der zum Beispiel mehrere Millionen Pixel defekt sein. Um eine kostengünstige Produktion zu gewährleisten, ist es daher vor allem für die immer größer werdenden Anzeigeelemente wichtig, leistungsfähige Online-Testverfahren zur Verfügung zustellen. Bei diesen Testverfahren werden die einzelnen Pixel häufig mit einem Korpuskularstrahl getestet. Der Korpuskularstrahl kann entweder dazu verwendet werden, die über die Zuleitungen aufgebrachte Ladung zu detektieren und/oder Ladung auf eine Pixel-Elektrode aufzubringen.The switching elements of each pixel are typically connected via control lines, i. Gate lines and data lines activated. In order to ensure a good image quality of the display elements, none or only a very few of, for example, several million pixels may be defective. In order to ensure cost-effective production, it is therefore important, above all for the increasingly large display elements, to provide powerful online test methods. In these tests, the individual pixels are often tested with a corpuscular beam. The corpuscular beam can either be used to detect the charge applied via the leads and / or to apply charge to a pixel electrode.
Das Testen der optoelektronischen Module findet häufig derart statt, dass an sämtliche Pixel über die Gate- und Datenleitungen ein gewisses Spannungsmuster angelegt wird. Anschließend werden beispielsweise mittels eines Elektronenstrahls die einzelnen Pixel bestrahlt und die entstehenden Sekundärelektronen gemessen. Die Messung wird unterstützt durch ein zwischen zu testender Oberfläche und Detektor angeordnetes Gegenpotenzial. das erlaubt. niederenergetische Sekundärelektronen zu filtern und somit Informationen über die Energieverteilung der Sekundärelektronen zu erhalten. In Abhängigkeit der an den Pixeln angelegten Spannung gibt es einen typischen Energiebereich der Sekundärelektronen. Größere Abweichungen hiervon bedeuten, dass das angesteuerte Pixel einen Defekt aufweist, der beispielsweise dazu führt, dass die Sekundärelektronen, die von diesem Pixel aus emittiert werden, zu langsam sind, um das vor dem Detektor angelegte Gegenfeld zu überwinden. Im Rahmen eines Berichtsystems werden der Defekt sowie die Position des Defekts gespeichert. Je nach optoelektronischem Modul kann der Defekt auf dieser Information aufbauend ausgebessert werden.The testing of the optoelectronic modules often takes place in such a way that a certain voltage pattern is applied to all pixels via the gate and data lines. Subsequently, for example, the individual pixels are irradiated by means of an electron beam and the resulting secondary electrons are measured. The measurement is supported by a counter potential arranged between the surface to be tested and the detector. that allows. to filter low-energy secondary electrons and thus to obtain information about the energy distribution of the secondary electrons. Depending on the voltage applied to the pixels, there is a typical energy range of the secondary electrons. Greater deviations hereof mean that the driven pixel has a defect that, for example, causes the secondary electrons emitted from that pixel to be too slow to overcome the opposing field applied in front of the detector. As part of a reporting system, the defect and the position of the defect are saved. Depending on the optoelectronic module, the defect can be repaired based on this information.
Die
Dokument
Auch Dokument
Die
Auch die
Es hat sich gezeigt, dass durch Testverfahren im Stand der Technik, wie zum Beispiel durch das im vorherigen Absatz beschriebene Testverfahren, gewisse Fehlerarten nicht detektiert werden können. Ein Beispiel für einen derartigen Fehler ist amorphes Silizium, das zum Beispiel in einem Lithographieschritt nicht vollständig aus Gebieten abgetragen wurde, die während des Ätzens eigentlich vollständig unmaskiert sein sollten. Der in dem Lithographieschritt entstandene amorphe Silizium-Defekt kann bei regulärem Betrieb des zu testenden optoelektronischen Moduls dazu führen, dass das entsprechende Pixel kurzgeschlossen ist und somit unabhängig von den angelegten Signalen an den Gate- und Datenleitungen stets die gleiche Polarisierung erzeugt. Der Pixel ist also defekt und müsste repariert werden. Sind zu viele Pixel fehlerhaft, ist es nicht mehr wirtschaftlich, das zu testende optoelektronische Modul zu reparieren. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen optoelektronischer Module zur Verfügung zu stellen, das die Probleme im Stand der Technik überwindet. Es ist insbesondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen optoelektronischer Module zur Verfügung zu stellen, wobei das Verfahren und die Vorrichtung geeignet sind, Fehler in den zu testenden optoelektronischen Modulen aufzufinden, die im Stand der Technik nicht oder nur unvollständig auffindbar waren. It has been found that certain types of errors can not be detected by prior art testing methods, such as the test method described in the previous paragraph. An example of such a defect is amorphous silicon, which, for example, has not been completely removed in a lithographic step from areas which should actually be completely unmasked during the etching. During normal operation of the optoelectronic module to be tested, the amorphous silicon defect produced in the lithography step can result in the corresponding pixel being short-circuited and thus always producing the same polarization independently of the applied signals on the gate and data lines. The pixel is so defective and would have to be repaired. If too many pixels are defective, it is no longer economical to repair the optoelectronic module to be tested. It is therefore an object of the present invention to provide a method and an apparatus for testing optoelectronic modules, which overcomes the problems in the prior art. In particular, it is an object of the present invention to provide a method and a device for testing optoelectronic modules, wherein the method and the device are suitable for finding errors in the optoelectronic modules to be tested, which can not be found or can only be found incompletely in the prior art were.
Die Aufgabe wird zumindest teilweise gelöst durch die Vorrichtungen nach Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 32. Weitere Vorteile, Merkmale, Aspekte und Details der Erfindung sind aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen ersichtlich.The object is at least partially solved by the devices according to
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Testen eines optoelektronischen Moduls mit einer ersten Quelle zum Erzeugen eines elektromagnetischen Strahls oder Teilchenstrahls, einer zweiten Quelle zum Beleuchten des optoelektronischen Moduls und einem Detektor zur Verfügung gestellt.According to the invention there is provided an apparatus for testing an optoelectronic module having a first source for generating an electromagnetic beam or particle beam, a second source for illuminating the optoelectronic module and a detector.
Typischer Weise dient die erste Quelle dem Abrufen von Testergebnissen und die zweite Quelle der Messbarmachung eines Defekts. In anderen Worten bedeutet dies, dass die Messung als solche über die Strahlung oder die Teilchen der ersten Quelle vorgenommen wird, während die zweite Quelle eine Veränderung in dem zu messenden Material hervorruft, so dass defekte Pixel messbar werden, die sich ohne die Strahlung der zweiten Quelle nicht von defektfreien Pixel unterscheiden würden. Typischer Weise ist die zweite Quelle derart geformt und positioniert, dass die auf das optoelektronische Modul fallende Beleuchtung innerhalb eines eine Vielzahl von Pixeln des optoelektronischen Moduls umfassenden Gebiets eine im Wesentlichen homogene Intensität aufweist. Im Wesentlichen bedeutet in diesen Zusammenhang, dass Abweichungen unter 15%. typischer Weise unter 10% auftreten können. Die Vielzahl von Pixeln liegt beispielsweise zwischen 50x50 und 1000x 1000 wie z. B. 500x500. Das Gebiet. innerhalb dessen eine homogene Beleuchtung stattfindet, ist typischer Weise das Testgebiet, in dem sämtliche Pixel durch Ablenkung des Strahls der ersten Quelle überprüft werden können. Das Gebiet kann zum Beispiel einen Bereich zwischen 200 mm x 200 mm bis 600 mm x 600 mm umfassen.Typically, the first source is for retrieving test results and the second source is for measuring a defect. In other words, this means that the measurement as such is made via the radiation or the particles of the first source, while the second source causes a change in the material to be measured, so that defective pixels become measurable, which without the radiation of the second Source would not distinguish from defect-free pixels. Typically, the second source is shaped and positioned such that the illumination incident on the opto-electronic module within a region comprising a plurality of pixels of the opto-electronic module has a substantially homogeneous intensity. Essentially in this context means that deviations below 15%. typically below 10%. The plurality of pixels is for example between 50x50 and 1000x 1000 such. 500x500. The area. within which homogeneous illumination takes place is typically the test area in which all pixels can be checked by deflecting the beam from the first source. For example, the area may range between 200mm x 200mm to 600mm x 600mm.
Die zweite Quelle umfasst typischer Weise mindestens eine LED. Eine LED ist eine light emitting diode. Die LEDs können zueinander äquidistant sein.The second source typically includes at least one LED. An LED is a light emitting diode. The LEDs can be equidistant from each other.
Bei dem optoelektrischen Modul handelt es sich typischer Weise um ein Modul, das Element eines (Farb-)Bildschirms ist und Einsatz als Bildschirm für Personal computers, tragbare Computer, Fernsehapparate etc. finden kann. Flüssigkristalle und Farbfilter sind in dem optoelektronischen Modul meist noch nicht enthalten. Typischer Weise handelt es sich bei den Transistoren um so genannte Dünnschichttransistoren („thin film transistors“; TFT). Es ist typisch, dass in einem fertigen Bildschirm pro Pixel ein oder mehrere Dünnschichttransistoren sowie ein oder mehrere Elektrodenpaare vorgesehen sind. Des Weiteren kann pro Pixel ein oder mehrere Kondensatoren vorgesehen sein. Der Kondensator dient normaler Weise dazu, dass die Spannung an dem Flüssigkristall nicht sofort abfällt, wenn der entsprechende Transistor abgeschaltet wird. Typischer Weise bilden die Gesamtheit aller Pixel samt Flüssigkristallen ein LCD. Weitere Elemente des LCD können Farbfilter sowie die Bildschirmdeckplatte sein. In typischen Ausführungsformen ist das optoelektronische Modul die Bodenplatte eines Bildschirms, wobei die Bodenplatte eine Vielzahl von Dünnschichttransistoren, eine Vielzahl von Elektroden, und eine Vielzahl von Kondensatoren umfasst. Flüssigkristalle sind bei dem erfindungsgemäß zu testenden optoelektronischen Modul typischer Weise noch nicht enthalten.The opto-electrical module is typically a module that is an element of a (color) screen and can be used as a screen for personal computers, portable computers, televisions, etc. Liquid crystals and color filters are usually not included in the optoelectronic module. Typically, the transistors are so-called thin film transistors (TFTs). It is typical that one or more thin film transistors and one or more pairs of electrodes are provided per pixel in a finished screen. Furthermore, one or more capacitors can be provided per pixel. The capacitor normally serves to prevent the voltage on the liquid crystal from dropping immediately when the corresponding transistor is turned off. Typically, the entirety of all pixels, including liquid crystals, form an LCD. Other elements of the LCD can be color filters as well as the screen cover plate. In typical embodiments, the optoelectronic module is the bottom plate of a screen, the bottom plate comprising a plurality of thin film transistors, a plurality of electrodes, and a plurality of capacitors. Liquid crystals are typically not included in the optoelectronic module to be tested according to the invention.
Die zweite Quelle ist typischer Weise zwischen dem zu testenden optoelektronischen Modul und der ersten Quelle angeordnet. Daneben sind Ausführungsformen möglich, bei denen die erste Quelle zwischen optoelektronischem Modul und zweiter Quelle angeordnet ist, oder, bei denen die beiden Quellen auf einer Höhe angebracht sind. Es ist auch denkbar, dass die beiden Quellen in einer gemeinsamen Halterung angebracht sind.The second source is typically located between the opto-electronic module under test and the first source. In addition, embodiments are possible in which the first source is arranged between the optoelectronic module and the second source, or in which the two sources are mounted at a height. It is also conceivable that the two sources are mounted in a common holder.
Typischer Weise werden große optoelektronische Module derart getestet, dass die Vorrichtung zum Testen wenigstens zwei erste Quellen, wenigstens zwei zweite Quellen, und wenigstens zwei Detektoren umfasst. In anderen Worten bedeutet das, dass ein paralleles Testen möglich ist. Es finden sich Anwendungen, in denen mindestens 10000 Pixel auf dem optoelektronischen Modul enthalten sind. Typischer Weise umfasst das erfindungsgemäß zu testende optoelektronische Modul mindestens eine Million Pixel.Typically, large optoelectronic modules are tested such that the apparatus for testing comprises at least two first sources, at least two second sources, and at least two detectors. In other words, it means that parallel testing is possible. It can be found Applications containing at least 10,000 pixels on the optoelectronic module. Typically, the optoelectronic module to be tested according to the invention comprises at least one million pixels.
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Testen eines optoelektronischen Moduls zur Verfügung gestellt, das umfasst:
- a. Beleuchten des optoelektronischen Moduls;
- b. Richten eines elektromagnetischen Strahls oder Teilchenstrahls; und
- c. Detektieren von Defekten in dem optoelektronischen Modul.
- a. Illuminating the optoelectronic module;
- b. Directing an electromagnetic beam or particle beam; and
- c. Detecting defects in the optoelectronic module.
Durch das zu dem Richten des elektromagnetischen Strahls oder Teilchenstrahls zusätzliche Beleuchten werden Defekte sichtbar gemacht, die ohne Beleuchten nicht detektierbar wären.By illuminating additional to directing the electromagnetic beam or particle beam, defects are visualized that would not be detectable without illumination.
Typischer Weise findet das Detektieren nur innerhalb eines Zeitraums statt, in dem eine an einen defektfreien Dünnschichttransistor des optoelektronischen Moduls angelegte Spannung auf maximal 80% oder 60% abgesunken ist. Der elektromagnetische Strahl oder Teilchenstrahl wird typischer Weise auf das optoelektronische Modul oder auf eine Detektoreinheit gerichtet. Typischer Weise wird die Spannung an mindestens einem Pixel des optoelektronischen Moduls gemessen. Auf Basis der Spannung an einer Vielzahl von Pixeln kann ein Durchschnittsspannungswert berechnet und die Messung der Spannung von jedem Pixel mit dem Durchschnittsspannungswert verglichen werden. Ein Pixel wird dann als defekt klassifiziert, wenn der gemessene Spannungswert um mehr als einen Grenzprozentsatz von dem Durchschnittsspannungswert abweicht. Typische Grenzprozentsätze liegen zwischen 20% und 40%, insbesondere zwischen 25% und 35% wie zum Beispiel bei 30%. Das dem Ende der Messung vorangehende Beleuchten sollte typischer Weise nur für ein Zeitintervall stattfinden, in dem die Spannung an einem defektfreien Dünnschichttransistor des optoelektronischen Moduls nicht um mehr als 20% bzw. 30%, maximal 50%, abgesunken ist. Das Beleuchten ist abgeschlossen, wenn das Messen startet.Typically, the detection takes place only within a period of time in which a voltage applied to a defect-free thin-film transistor of the optoelectronic module has dropped to a maximum of 80% or 60%. The electromagnetic beam or particle beam is typically directed to the opto-electronic module or to a detector unit. Typically, the voltage is measured on at least one pixel of the optoelectronic module. Based on the voltage across a plurality of pixels, an average voltage value may be calculated and the measurement of the voltage of each pixel compared with the average voltage value. A pixel is classified as defective if the measured voltage value deviates by more than a limiting percentage from the average voltage value. Typical limit percentages are between 20% and 40%, especially between 25% and 35%, such as 30%. The illumination preceding the end of the measurement should typically take place only for a time interval in which the voltage across a defect-free thin-film transistor of the optoelectronic module has not fallen by more than 20% or 30%, at most 50%. The lighting is completed when the measuring starts.
Das Testen kann in einer Vakuumkammer stattfinden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine oder eine Mehrzahl von Vakuumkammern enthalten. Die Vakuumkammern der Mehrzahl von Vakuumkammern können typischer Weise Vakuen unterschiedlichen Niveaus zur Verfügung stellen. Das bedeutet, dass wenigstens die Strahlen der ersten Quelle in einer Vakuumkammer geführt werden. Es ist typisch, dass auch der Detektor in der Vakuumkammer angeordnet ist. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass in einer offenen Umgebung getestet wird. Insbesondere kann es sich bei dem Licht der zweiten Quelle um Raumlicht handeln.The testing can take place in a vacuum chamber. The device according to the invention may contain one or a plurality of vacuum chambers. The vacuum chambers of the plurality of vacuum chambers may typically provide vacuums of different levels. This means that at least the beams of the first source are guided in a vacuum chamber. It is typical that the detector is also located in the vacuum chamber. Alternatively, it is also possible to test in an open environment. In particular, the light of the second source may be room light.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
-
1 : Beispielhaftes Pixel aus einem optoelektrischen Modul: -
2 : Beispielhaftes fehlerhaftes Pixel aus einem optoelektrischen Modul; -
3 : Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
4 : Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
5 : Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
6 ,7 : Zwei mögliche Ausführungsformen der zweiten Quelle; -
8 : Einen Querschnitt durch einen Ausschnitt aus6 ; -
9 : Zeit-Signal Diagramm zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Testens; -
10 ,12 :Darstellung des Spannungsabfalls in einem Defekt aus amorphen Silizium und einem Dünnschichttransistor bei kurzer bzw. anhaltender Beleuchtung; und -
11 : Zeit-Signal Diagramm bei anhaltender Beleuchtung -
13 : Messergebnisse in Abhängigkeit der dem Messen vorangegangenen Beleuchtungsdauer.
-
1 : Exemplary pixel from an optoelectric module: -
2 : Exemplary defective pixel from an opto-electrical module; -
3 A first embodiment of the present invention; -
4 A second embodiment of the present invention; -
5 A third embodiment of the present invention; -
6 .7 Two possible embodiments of the second source; -
8th : A cross section through a section6 ; -
9 : Time-signal diagram for an embodiment of the testing according to the invention; -
10 .12 : Representation of the voltage drop in a defect of amorphous silicon and a thin-film transistor in short or continuous illumination; and -
11 : Time Signal Diagram with Continuous Lighting -
13 : Measurement results as a function of the illumination duration preceding the measurement.
Die Herstellung des Transistors
In
Der Strahl
Die zweite Quelle stellt typischer Weise rotes Licht zur Verfügung. Das Licht kann beispielsweise eine Wellenlänge zwischen 550 und 800 nm haben, wie z. B. von 630 nm. Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch grünes Licht von der zweiten Quelle zur Verfügung gestellt werden. Sowohl rotes als auch grünes Licht ist geeignet, die Leitfähigkeit von amorphen Silizium wesentlich zu verbessern. Typischer Weise wird die Detektion der Sekundärteilchen mit einer Detektoreinheit vorgenommen, die einen Szintillator und einen Photomultiplier umfasst. Der Einfluss von Streulicht und reflektiertem Licht, das den Detektor erreicht, auf den Photomultiplier kann reduziert werden, wenn an der zweiten Quelle rotes Licht erzeugt wird.The second source typically provides red light. The light may for example have a wavelength between 550 and 800 nm, such as. B. 630 nm. Alternatively or additionally, green light from the second source can be provided. Both red and green light is useful to substantially improve the conductivity of amorphous silicon. Typically, the detection of the secondary particles is done with a detector unit comprising a scintillator and a photomultiplier. The influence of stray light and reflected light reaching the detector on the photomultiplier can be reduced when red light is generated at the second source.
Das optoelektronische Modul weist typischer Weise Kontaktelemente (so genannte Kontaktpads) auf, über die ein elektrischer Kontakt zu einer Testeinheit hergestellt werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es typischer Weise, den Strahl der ersten Quelle auf einzelne Pixel des optoelektronischen Moduls zu richten. Dies bedeutet, dass nur ein unwesentlicher Teil des Strahls auf benachbarte Pixel fällt. Unter unwesentlich wird hier ein Anteil von nicht mehr als 20% verstanden.The optoelectronic module typically has contact elements (so-called contact pads), via which an electrical contact to a test unit can be produced. The device according to the invention typically allows the beam of the first source to be directed to individual pixels of the optoelectronic module. This means that only a negligible part of the beam falls on adjacent pixels. Insignificant here is understood to mean a proportion of not more than 20%.
Des Weiteren sind in
Die Benutzung von LEDs hat den Vorteil, dass Licht bekannter und im Wesentlichen einheitlicher Wellenlänge erzeugt wird. Das Licht von LEDs ist jedoch auch gerichtet. Daher ist es typisch, dass eine Vielzahl von LEDs derart angeordnet wird, dass eine in der Stärke möglichst einheitliche Lichtintensität auf dem zu testenden Gebiet des optoelektronischen Moduls entsteht. Es werden typischer Weise mehr als 20, 25 oder 50 LEDs angeordnet. Zum Beispiel können auf einem Ring 80 oder 100 LEDs angeordnet sein. Die Orientierung der LEDs ist im Wesentlichen senkrecht auf das optoelektronische Modul gerichtet. Im Wesentlichen bedeutet in diesem Fall, dass Abweichungen im Bereich von bis zu 20° bis 30° möglich sind. So hat sich in Experimenten gezeigt, dass eine leicht gerichtete Anordnung eine sehr einheitlich Intensitätsverteilung auf dem zu testenden Gebiet des optoelektronische Moduls erlaubt. Die LEDs wurden dabei in einem Ring gemäß
Das Außenmaterial der eingesetzten LEDs ist typischer Weise ein Isolator. Um zu vermeiden, dass sich insbesondere rückgestreute Elektronen an den LEDs ansammeln und somit evtl. zu störenden Feldern führen können, ist es möglich, vor der LED Mittel zum Ableiten von Ladungen anzubringen. Diese können insbesondere ein leitfähiges Netz sein. Das Material, in dem die LEDs mechansich verankert sind, ist typischer Weise ein Leiter. Dadurch können nicht nur geladene Sekundärteilchen und von dem optoelektronische Modul zurückgestreute Teilchen abfließen, sondern die zweite Quelle kann auf ein gewisses Potenzial gesetzt werden, das das Einsammeln der Sekundärteilchen unterstützt (vgl. die Beschreibung zu
Die
Wenn die Lichtquelle wie in
In
Des Weiteren ist der Messzeitraum in dem Beispiel aus
Die Messung wird im Folgenden beispielhaft unter Verwendung eines Elektronenstrahlmikroskops erklärt. Zunächst werden die Pixel beispielsweise nach einem der in den
Das optoelektronische Modul wird - je nach Größe und Ablenkmöglichkeiten innerhalb des Elektronenstrahlmikroskops - in mehrere zu testende Testgebiete eingeteilt. Das Bewegungssystem der Bühne erlaubt es, das optoelektronische Modul derart zu bewegen, dass die unterschiedlichen Testgebiete über das Bewegungssystem angefahren werden können. Während des Testens eines Testgebiets ruht das Bewegungssystem; die Ansteuerung der Pixel erfolgt über die in dem Elektronenmikroskop eingebauten Deflektoren. Typischer Weise kann der Strahl sowohl in der x-Richtung, als auch in der y-Richtung abgelenkt werden. Die x-y-Ebene wird als zur optischen Achse des Elektronenstrahlmikroskops senkrechte Ebene definiert. Der Elektronenstrahl wird pro Pixel für einen gewissen Zeitraum auf dieses Pixel gelenkt. Die Sekundärteilchen - typischer Weise Sekundärelektronen - werden gemessen, wobei normaler Weise spektroskopische Mittel oder Energiefilter, wie z. B. ein mit einem Potenzial belegbares Gitter, vor den Detektor vorgesehen sind. Die Sekundärteilchen verlassen das optoelektronische Modul typischer Weise mit einer Energie, die sich aus zwei Komponenten zusammensetzt. Die erste Komponente ergibt sich aus der für das zu testende Material typischen Energieverteilung von emittierten Sekundärteilchen. Die zweite Komponente ergibt sich aus der Spannung des Pixels. Ist diese negativ, führt dies zu einer erhöhten Energie der Sekundärteilchen. Ist diese positiv, sind die Energien der Sekundärteilchen kleiner als nach der typischen Energieverteilung von Sekundärelektronen auf dem zu testenden Material. Ist die Spannung beispielsweise auf Grund eines Defekts gleich 0 oder nahe 0, entspricht die Gesamtenergie im Wesentlichen der Energie aus der ersten Komponente.The optoelectronic module is - depending on the size and deflection possibilities within the electron microscope - divided into several test areas to be tested. The movement system of the stage allows the optoelectronic module to be moved in such a way that the different test areas can be approached via the movement system. While testing a test area, the motion system is at rest; the pixels are controlled via the deflectors installed in the electron microscope. Typically, the beam may be deflected in both the x and y directions. The x-y plane is defined as a plane perpendicular to the optical axis of the electron beam microscope. The electron beam is directed to this pixel per pixel for a period of time. The secondary particles - typically secondary electrons - are measured, normally spectroscopic means or energy filters, such. As a verifiable with a potential grid, are provided in front of the detector. The secondary particles typically leave the opto-electronic module with energy composed of two components. The first component results from the energy distribution of emitted secondary particles typical for the material to be tested. The second component results from the voltage of the pixel. If this is negative, this leads to an increased energy of the secondary particles. If this is positive, the energies of the secondary particles are smaller than after the typical energy distribution of secondary electrons on the material to be tested. For example, if the voltage is 0 or close to 0 due to a defect, the total energy is substantially equal to the energy from the first component.
Die Auswertung der gemessenen Daten erfolgt typischer Weise in einem Vergleichsalgorithmus für alle Pixel. Werden beispielsweise sämtliche Pixel während des Treibens auf -15 V gesetzt, und findet die Messung so lange statt, dass in den defektfreien Pixeln maximal 10% der Spannung bereits abgefallen ist, so bedeutet dies, dass die Sekundärelektronen, die von defektfreien Pixel emittiert werden, mindestens 13.5 eV aufweisen. Typischer Weise haben sie dann Energien von bis zu ca. 25 eV, wobei sich die Energien aus den beiden oben genannten Komponenten zusammensetzen. In diesem Beispiel erhalten die Sekundärelektronen auf defektfreien Pixeln also neben der für sie typischen Energieverteilung mit Energien bis zu 10 eV eine zusätzliche Energie von 13.5 eV - 15 eV, die durch die angelegte negative Spannung verursacht wird. Pixel, bei denen bspw. auf Grund eines amorphen Silizium Defekts die Spannung auf bspw. 60% der ursprünglichen Spannung abgesunken ist, sind defekt und sollten als solches detektiert werden können. In diesem Beispiel mit 60% ist die resultierende Spannung in dem defekten Pixel -9 V. Das vor dem Detektor angebrachte Gitter wird beispielsweise auf eine Spannung von -15 V gelegt. Das bedeutet, dass nahezu alle Sekundärteilchen, die von defektfreien Pixeln emittiert werden, zu dem Detektor gelangen und dort detektiert werden. Die Sekundärteilchen, die von dem defekten Pixel, das nur noch eine Spannung von -9 V aufweist, emittiert werden, können jedoch größtenteils das Gegenpotenzial von - 15 V nicht überwinden. Genauer gesagt können nur die Sekundärteilchen von dem defekten Pixel den Detektor erreichen, die auf Grund ihrer ersten Energiekomponente mindestens 6 eV haben. Dies führt zu einem deutlichen Unterschied in den Detektorergebnissen zwischen detektfreien Pixeln und defekten Pixeln.The evaluation of the measured data is typically carried out in a comparison algorithm for all pixels. If, for example, all the pixels are set to -15 V during the driving, and the measurement takes place so long that a maximum of 10% of the voltage has already dropped in the defect-free pixels, this means that the secondary electrons emitted by defect-free pixels, have at least 13.5 eV. Typically, they then have energies of up to about 25 eV, with the energies composed of the two components mentioned above. In this example, the secondary electrons on defect-free pixels, in addition to their typical energy distribution with energies up to 10 eV, receive an additional energy of 13.5 eV - 15 eV, which is caused by the applied negative voltage. Pixels in which, for example, due to an amorphous silicon defect, the voltage has fallen to, for example, 60% of the original voltage are defective and should be detected as such. In this example, at 60%, the resulting voltage in the defective pixel is -9V. For example, the grid placed in front of the detector is set to a voltage of -15V. This means that almost all secondary particles emitted by defect-free pixels reach the detector and are detected there. However, the secondary particles emitted from the defective pixel having only a voltage of -9V can not largely overcome the counterpotential of -15V. More specifically, only the secondary particles from the defective pixel can reach the detector which, due to their first energy component, has at least 6 eV. This leads to a significant difference in the detector results between non-detectable pixels and defective pixels.
Pro Pixel können die Anzahl der gemessenen Sekundärelektronen optisch dargestellt werden. Eine hohe Anzahl kann als heller Punkt, eine vergleichsweise niedrige Anzahl kann als dunkler Punkt dargestellt werden. Vergleichsweise niedrig bedeutet im Vergleich zu der Anzahl, die an den Pixeln der näheren Umgebung oder des gesamten zu testenden Gebietes gemessen wurden.
Typischer Weise wird die Anzahl der von einem Pixel emittierten Sekundärelektronen in Relation zu einem Durchschnittswert gesetzt, der sich aus der entsprechenden Anzahl von den benachbarten Pixeln emittierten Sekundärelektronen zusammensetzt. Typischer Weise werden kleine Gebiete mit bspw. 4×4, 8×8, oder 10×10 Pixeln als Ausgangsbasis zur Berechnung des Durchschnittswertes herangezogen. Somit kann der Vergleich stets lokal mit den benachbarten Pixeln erfolgen. Dabei ist es üblich, nicht die gemessenen Anzahlen von Pixeln zu vergleichen, sondern einen normierten Detektorwert. Ein normierter Durchschnittsdetektorwert kann in einem Ausführungsbeispiel bspw. 120 sein. Weicht nun der normierte Detektorwert eines Pixel derart davon ab, dass es einen zuvor definierten Grenzwert überschreitet, so gilt dieses Pixel als fehlerhaft. Typische Grenzwerte liegen zwischen 20% und 40%, insbesondere bei 30%. Ist in dem vorliegenden Beispiel bei einem Pixel also eine Abweichung von über +/-30% festzustellen, d.h. ist der normierte Detektorwert bei diesem Pixel kleiner als 120*0,7=84 oder größer als 120* 1,3=156, wird dieses Pixel als fehlerhaft klassifiziert. In anderen Worten, liegt das Verhältnis des normierten Detektorwertes eines Pixels zu dem normierten Durchschnittsdetektorwert zwischen 0,7 und 1,3, so wird das entsprechende Pixel als defektfrei klassifiziert. Liegt das Verhältnis unterhalb 0,7 oder oberhalb von 1,3, so wird das Pixel als fehlerhaft klassifiziert. Diese Information wird jeweils gespeichert.Typically, the number of secondary electrons emitted by a pixel is set in relation to an average value composed of the corresponding number of secondary electrons emitted from the adjacent pixels. Typically, small areas of, for example, 4 × 4, 8 × 8, or 10 × 10 pixels are used as a basis for calculating the average value. Thus, the comparison can always be done locally with the neighboring pixels. It is customary not to compare the measured numbers of pixels, but a normalized detector value. A normalized average detector value may be, for example, 120 in one embodiment. If the normalized detector value of a pixel deviates from a previously defined limit value, then this pixel is considered to be defective. Typical limits are between 20% and 40%, especially at 30%. In the present example, for example, a deviation of more than +/- 30% for a pixel is observed, ie. if the normalized detector value at this pixel is less than 120 * 0.7 = 84 or greater than 120 * 1.3 = 156, that pixel is classified as faulty. In other words, if the ratio of the normalized detector value of a pixel to the normalized average detector value is between 0.7 and 1.3, the corresponding pixel is classified as defect-free. If the ratio is below 0.7 or above 1.3, the pixel is classified as defective. This information is stored in each case.
Ist das optoelektronische Modul vor der Messung zu lange beleuchtet worden, so hat bereits überall, d.h. auch bei den defektfreien Pixeln, ein deutlicher Spannungsabfall stattgefunden. Der normierte Durchschnittsdetektorwert liegt z. B. bei 70. Der normierte Detektorwert des defekten Pixels liegt bspw. bei 60. Das defekte Pixel kann daher nicht mehr als defekt klassifiziert werden, da der Unterschied zu den defektfreien Pixel zu gering geworden ist. Die Messung kann erst nach einem weiteren Refresh fortgesetzt werden.If the optoelectronic module has been illuminated too long before the measurement, then already everywhere, i. even with the defect-free pixels, a significant drop in voltage occurred. The normalized average detector value is z. For example, at 70. The normalized detector value of the defective pixel is, for example, 60. The defective pixel can therefore no longer be classified as defective, since the difference to the defect-free pixels has become too small. The measurement can only be continued after another refresh.
Die Darstellung des Messverfahrens war lediglich ein Beispiel, um die Anschaulichkeit der vorliegenden Anmeldung zu erhöhen. Dies darf keinesfalls einschränkend verstanden werden. Grundsätzlich können und werden an die Pixel und die vor dem Detektor angebrachten spektroskopischen Mittel im Allgemeinen Spannungen aller möglichen Höhen angelegt. Diese können sich auch um Größenordnungen der Spannung in dem oben beschriebenen Messbeispiel unterscheiden.The illustration of the measuring method was only an example to increase the clarity of the present application. This should by no means be understood as limiting. In general, voltages of all possible heights can and will be applied to the pixels and the spectroscopic means mounted in front of the detector. These can also differ by orders of magnitude of the voltage in the measuring example described above.
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